譚學(xué)進(jìn)

摘 要：該文主要介紹了宜君長(zhǎng)輸管道輸油站DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)的七大功能和六大特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)合理確定的控制方案、DCS自動(dòng)化控制調(diào)試工作、投運(yùn)和運(yùn)行情況、系統(tǒng)維護(hù)做了簡(jiǎn)要闡述。綜合說(shuō)明先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)極大地方便了操作人員對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程的全方位監(jiān)控，提高了人員、設(shè)備的綜合利用率，闡述了DCS系統(tǒng)在輸油裝置中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：DCS 輸油站 集散控制 系統(tǒng)組態(tài)

中圖分類號(hào)：P274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（c）-0023-02

1 宜君輸油站概況

宜君輸油站是輸油管道洛川-咸陽(yáng)段的中間加壓站，由于地理環(huán)境的限制，需對(duì)上站來(lái)油通過(guò)3臺(tái)輸油泵加壓后外輸，具有水擊泄放，接收發(fā)送清管器功能，事故狀態(tài)下對(duì)油罐內(nèi)具有一定溫度的原油實(shí)現(xiàn)反輸，該站設(shè)計(jì)加劑熱處理最小啟輸量為90.1×104 t/a，最大輸量270×104 t/a，對(duì)輸油管道的安全運(yùn)行起著承上啟下的作用。

2 集散控制系統(tǒng)概述

儀表自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)保證輸油站的工藝裝置、設(shè)備安全連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行起著重要的作用。當(dāng)正常生產(chǎn)投運(yùn)后，日常過(guò)程的監(jiān)視、控制、操作主要是利用控制室的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到數(shù)據(jù)采集、控制輸出、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

為滿足工藝過(guò)程的監(jiān)視、控制、聯(lián)鎖保護(hù)等要求，我們采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的集散控制系統(tǒng)（DCS）。DCS系統(tǒng)具有較強(qiáng)的監(jiān)視、控制功能，人/機(jī)界面友好，擴(kuò)展方便，可滿足輸油生產(chǎn)過(guò)程要求，提高管理水平，減少崗位生產(chǎn)人員。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，證明DCS系統(tǒng)具有先進(jìn)可靠的硬件設(shè)備和功能強(qiáng)大的軟件。

系統(tǒng)組成：DCS系統(tǒng)包括操作員/工程師站、打印機(jī)、過(guò)程控制站、通信設(shè)備及相關(guān)軟件，系統(tǒng)硬件有控制網(wǎng)絡(luò)、控制器處理模塊、電源模塊、通訊模塊等?，F(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)紻CS過(guò)程控制站。

3 DCS功能特點(diǎn)

宜君輸油站的DCS集散控制系統(tǒng)采用ABB公司的AC800F系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下功能及特點(diǎn)。

3.1 系統(tǒng)功能

（1）數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)功能：現(xiàn)場(chǎng)控制器AC800F通過(guò)4種現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，它擴(kuò)展了“傳統(tǒng)的”單一傳輸回路，通過(guò)Freelance2000系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口以太網(wǎng)，與Freelance2000系統(tǒng)進(jìn)行通訊，為用戶提供了方便、可靠的運(yùn)行平臺(tái)，AC800F現(xiàn)場(chǎng)控制器還可以提供各種級(jí)別的冗余設(shè)置。

（2）控制功能：具備完整的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、順序控制及設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

（3）顯示功能：顯示畫面包括總貌畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、調(diào)整畫面、趨勢(shì)畫面、過(guò)程報(bào)警畫面、系統(tǒng)報(bào)警畫面、系統(tǒng)狀態(tài)畫面、操作日志畫面、歷史查詢畫面等，并具有窗口（多個(gè)、拉伸、重疊）顯示功能、漢字功能以及觸屏功能。

（4）報(bào)警功能：模擬輸入/輸出信號(hào)報(bào)警（絕對(duì)報(bào)警、變化率報(bào)警），數(shù)字輸入/輸出信號(hào)報(bào)警，儀表停用（校驗(yàn)、停掃描）報(bào)警，系統(tǒng)部件（卡件、網(wǎng)絡(luò)）故障報(bào)警，相鄰報(bào)警時(shí)間分辨率，報(bào)警管理功能（如歷史查詢過(guò)濾、報(bào)警組設(shè)置、報(bào)警點(diǎn)組的優(yōu)先級(jí)、報(bào)警抑制功能等）。

（5）報(bào)表和屏幕拷貝功能：即時(shí)報(bào)表功能，定時(shí)報(bào)表功能，報(bào)警匯總記錄，操作記錄報(bào)表，操作或參數(shù)修改打印，打印屏幕拷貝功能。

（6）操作安全：操作權(quán)限口令詢問(wèn)功能，工程師、操作員鑰匙鍵功能，MAN/AUT/CAS切換無(wú)擾動(dòng)功能，冗余措施。

（7）系統(tǒng)的靈活性：系統(tǒng)擴(kuò)展方便，冗余冗錯(cuò)，新老產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，與上位機(jī)通信接口及軟件的實(shí)用可靠。

3.2 特點(diǎn)

（1）站內(nèi)各種參數(shù)、報(bào)警數(shù)據(jù)保存120天。

（2）滿足用戶數(shù)據(jù)曲線、歷史數(shù)據(jù)曲線動(dòng)態(tài)分析、報(bào)表自動(dòng)生成要求。

（3）操作系統(tǒng)平臺(tái)采用WINDOWS2000，美觀易用。

（4）控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，更換靈活。

（5）上位機(jī)與過(guò)程管理控制器都采用雙機(jī)熱備，全面冗余。

（6）為后續(xù)擴(kuò)建裝置留有擴(kuò)展余地，留有RS232/485和其他接口，便于站內(nèi)其它控制（見(jiàn)圖1）。

4 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

宜君輸油站設(shè)計(jì)監(jiān)控工藝參數(shù)（壓力、液位、溫度、流量）42個(gè)，自保控制回路33個(gè)，控制精度要求高，所以我們做了以下幾方面的工作來(lái)確保DCS運(yùn)行平穩(wěn)，控制準(zhǔn)確。

4.1 根據(jù)工藝要求合理確定控制方案

利用掌握的DCS組態(tài)方法，對(duì)工藝進(jìn)行組態(tài)，達(dá)到工況實(shí)用、操作方便的要求，并通過(guò)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)不足，逐步對(duì)組態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善、修改。力爭(zhēng)滿足工藝操作要求，提高DCS利用效果。

4.2 做好DCS調(diào)試工作

（1）DCS單機(jī)調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。

①做好硬件檢查和單機(jī)調(diào)試：各設(shè)備通過(guò)診斷程序完成功能測(cè)試；對(duì)電源的電壓進(jìn)行測(cè)量和檢查；對(duì)I/O卡件的零點(diǎn)、量程及精度進(jìn)行校準(zhǔn)；對(duì)信號(hào)調(diào)整卡的零點(diǎn)、量程及精度進(jìn)行調(diào)試檢查。

②功能檢查和調(diào)試：包括通信、顯示、打印等。用戶畫面的檢查，自動(dòng)格式報(bào)表檢查，控制方案檢查和調(diào)試，聯(lián)鎖邏輯順序控制方案檢查和調(diào)試，其他用戶組態(tài)的程序檢查。

（2）DCS與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的聯(lián)調(diào)，包括儀表輸入信號(hào)顯示準(zhǔn)確，DCS輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的聯(lián)調(diào)，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖功能的聯(lián)調(diào)，順控功能的聯(lián)調(diào)等。

4.3 DCS運(yùn)行情況

投產(chǎn)后我們根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際工況制定先進(jìn)控制方法，使控制系統(tǒng)和聯(lián)鎖保護(hù)投入自動(dòng)狀態(tài)，達(dá)到應(yīng)有的使用效果?，F(xiàn)在所有顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，控制回路全部投入自動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制，保證了工藝生產(chǎn)的平穩(wěn)安全，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，也降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.4 系統(tǒng)的維護(hù)

主要對(duì)工作站運(yùn)行狀況、系統(tǒng)環(huán)境狀況進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備隱患，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

宜君輸油站通過(guò)使用先進(jìn)的DCS集散控制系統(tǒng)，極大地方便了操作人員對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程的全方位監(jiān)控，特別是對(duì)實(shí)時(shí)反映出的生產(chǎn)中出現(xiàn)的異常狀況的預(yù)警，使操作人員能夠及時(shí)對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行分析判斷及處理，遏制了事故的發(fā)生，降低了事故發(fā)生率；同時(shí)DCS的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)DCS系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝動(dòng)態(tài)的調(diào)整，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了人員、設(shè)備的綜合利用率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6 下一步的工作方向

（1）繼續(xù)加強(qiáng)DCS控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。將泵出口電動(dòng)閥的開(kāi)度數(shù)據(jù)和蒸汽鍋爐的各項(xiàng)參數(shù)（壓力、溫度等）納入DCS系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，做到對(duì)全站生產(chǎn)參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行等的全方位監(jiān)控，利于崗位操作人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的了解和設(shè)備出現(xiàn)故障的及時(shí)處理，以及對(duì)故障原因的分析、判斷。

（2）從站控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制保證管道密閉輸油的節(jié)流控制入手，通過(guò)自控工藝的要求及與變頻器電路的對(duì)接，設(shè)計(jì)合理控制邏輯，修改站控PLC控制程序。使計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速跟蹤壓力值達(dá)到進(jìn)站壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)，操作員可實(shí)時(shí)監(jiān)控泵的運(yùn)行狀態(tài)和工作模式，實(shí)現(xiàn)在切換不同的泵運(yùn)行時(shí)始終由變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)進(jìn)站壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)，從而保證密閉輸油安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉剛剛，韓慧伶.大型長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目前期綜合評(píng)價(jià)關(guān)鍵點(diǎn)分析[J].國(guó)際工程與勞務(wù)，2016（10）：80-82.

[2] 閆龍臻.煤層氣長(zhǎng)輸管道干燥技術(shù)[J].石化技術(shù)，2016（9）：67.

[3] 李軍龍，鞏毅超，潘媛.長(zhǎng)輸管道防腐保溫技術(shù)[J].全面腐蝕控制，2016（10）：65-67.